上扬子地区牛蹄塘组黑色页岩的力学性质

上扬子地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩是一套区域性的富有机质烃源岩。利用MTS岩石物理参数测试系统,通过模拟实际地层条件对研究区内2口钻井和2条地表实测剖面的岩石试样进行岩石力学测试,并与北美典型页岩岩石力学参数进行对比,结果表明:①黑色页岩破裂样式主要有拉伸破裂、单斜剪切破裂和共轭剪切破裂,随着围压的增大,岩石的破裂角度逐渐减小,以脆性-脆塑性变形为主;②页岩类型、埋藏深度、取心方位、地层水和加载条件对页岩的岩石力学参数有较大影响;③岩石抗压强度与剖面沉积背景具有一定的相关性;④岩石矿物组成也是影响抗压强度的另一主要因素。     

黔北地区牛蹄塘组富有机质泥岩储层特征

为全面研究黔北地区牛蹄塘组富有机质泥岩储层特征,对该组7口页岩气调查井和4口地质浅钻的岩芯进行了系统采样,并做了矿物学分析、地球化学分析、孔隙度和渗透率测定、含气性分析等实验。结果表明,牛蹄塘组富有机质泥岩主要发育于深水陆棚相带,岩性以含粉砂炭质泥岩、粉砂质炭质泥岩为主,脆性矿物以石英+长石组合为主,方解石、白云石、黄铁矿等自生脆性矿物含量总体较低;黏土矿物含量较低,变化范围较大,成分以伊利石为主。有机碳含量普遍较高,在1.5%~15.7%,有机质成熟度1.74%~3.40%,总体演化程度较高;平均岩石密度2.52 g/cm³,BET比表面积0.33~33.76 m²/g;微观储集空间以粒间（晶间）孔为主,其次为粒内孔,有机质孔发育较差,微裂缝总体不发育,具有低孔低渗低孔超低渗的储层特征;总含气量0.02~2.05 m³/t,现场解析气中N₂、H₂含量异常,CH₄等烃类气体含量较低。     

贵州地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩地质特征及其油气资源意义

贵州地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩发育广泛,并受该区早寒武世岩相古地理类型的控制,主要发育在中、东部地区的页岩盆地相地区中,少部分发育在页岩盆地相和碎屑岩台地相的过渡相中,极少发育在西部的碎屑岩台地相中.研究区牛蹄塘组黑色页岩沉积环境为缺氧还原性沉积环境,有机质母源主要为水生低等菌藻类生物,并混有少部分陆源高等植物.研究区牛蹄塘组黑色页岩具有有机质丰度高、母质类型好、有机质转化为烃类能力强的特征,显示出较大的生烃潜力和油气资源意义.但其高演化阶段作为成油的烃源岩意义不明显,作为成页岩气的源岩则前景乐观.     

黔北地区牛蹄塘组页岩储层裂缝特征

以黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层为研究对象,通过岩心、薄片、场发射扫描电镜和测试分析等手段,对牛蹄塘组页岩储层裂缝发育特征和主控因素进行了分析.结果表明:研究区牛蹄塘组页岩岩心裂缝以构造裂缝为主,包括高角度剪性裂缝、高角度张性裂缝、低角度滑脱缝,岩心裂缝充填程度较高,以方解石充填为主;镜下微观裂缝以非构造缝为主,包括...     

页岩气储层含气性影响因素分析—以湘西下寒武统牛蹄塘组为例

页岩气藏属于一种自生自储的非常规天然气藏,在进行页岩储层评价时,应重点考虑其含气性。根据湘西地区下寒武统牛蹄塘组页岩样品现场含气量测试数据及等温吸附试验结果,从含气量入手,针对有机碳含量、热成熟度、黏土矿物含量和石英含量等方面讨论页岩储层含气性影响因素。研究发现,含气量与有机碳含量呈良好的正相关关系,气体的吸附能力随热成熟度的增高有逐渐增大的趋势,同时含气量与黏土矿物含量呈一定的正相关关系,与石英含量呈一定的负相关关系。     

湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气藏形成条件与资源潜力

在野外地质露头观察和样品测试数据综合分析的基础上,对湘西北地区下寒武统牛蹄塘组暗色泥页岩的区域分布、有机质丰度、有机质类型、成熟度以及储层特征等页岩气藏形成条件进行研究。研究结果表明:研究区下寒武统牛蹄塘组页岩具有区域分布广、厚度大、埋藏深度适中,有机质丰度高、热演化程度高、脆性矿物丰富、物性良好、储渗空间发育等特点,具备页岩气聚集成藏的有利地质条件。认为吉首—花垣—龙山一带和桑植石门复向斜南翼斜坡带是研究区牛蹄塘组页岩气发育最有利区;采用体积法对研究区下寒武统牛蹄塘组页岩气资源储量进行估算,资源储量区间值为(0.5~2.1)×1012 m3,中值为1.3×1012 m3。     

贵州遵义下寒武统牛蹄塘组中的锐虾

贵州遵义松林黑沙坡剖面中产出了大量的锐虾化石,其时代早于澄江生物群,这些化石保存完整、分选性差,显示没有受到强的水动力冲击与分选作用,为原地埋藏形成。锐虾时代早于澄江生物群,其在生物演化的研究中有一定意义。     

贵州遵义下寒武统牛蹄塘组生物群中的海绵化石

遵义松林中南村下寒武统牛蹄塘组中下部,特别是下部黑色泥岩中产有大量的海绵骨针,形态多样,初步研究有多达10属以上的海绵动物,与澄江生物群的海绵相比,牛蹄塘组的海绵动物化石其组合特征以六射海绵动物为主,它的发现增添了寒武纪生物组成的信息,为海绵动物从晚新元古代的发生以至穿越寒武纪的演化过程及寒武纪生物大爆发的定性,量度提供了重要信息及资料,描述了4属2个种。1个相似种和1个未定种。Hyalosinica sp.;Saetaspongia densa Mehl et Reitner,1993;Leptomitus teretiusculus CHen,Hou et Lu.1989;Crumillospongia cf.biporosa Righy,1986,它们分属于海绵动物的六射海绵纲和普通海绵纲。     

湘西北马金洞地区下寒武统牛蹄塘组含钒石煤矿产地质特征研究

本文以湘西北马金洞地区为研究区,采用地质填图、实测剖面、探槽揭露、实验测试及数学分析等方法研究了区内下寒武统牛蹄塘组含钒石煤的地质特征。研究结果表明区内下寒武统牛蹄塘组下段为主要的石煤赋存层位,石煤的厚度介于10.2~41.7 m,平均27.6 m,基本发育稳定;石煤的发热量与灰分、挥发份、水分及硫含量均有关系;石煤层顶底板的主要岩性均为黑色炭质页岩;伴生钒矿V₂O₅最高品位可达1.02%,达到工业品位,可与石煤共采。     

牛蹄塘组页岩气储层有机质微生物来源的证据

针对牛蹄塘组页岩气储层中有机质来源的问题,从微体古生物化石和有机地球化学两方面开展了研究。采
用环境扫描电镜–能谱系统（ESEM – XEDS）对岩芯中的微生物化石形态和化学组成进行了研究;此外,还采用气相色
谱–质谱法（GC – MS）对岩芯抽提物进行了检测。结果表明,牛蹄塘组页岩中发现的微生物化石C 和N 元素含量较
高（大于30%）,从外部形态大致可将其分为3 类：同心环状结构,表面光滑的球体以及细胞壁开口的球体。岩芯抽提
物检测结果表明,牛蹄塘组页岩nC12 ∼ nC32 的正构烷烃均有检出,且具有低碳数（主峰碳nC16）偶碳优势;此外,抽提
物中还检出了含量较高的类异戊二烯烃,包括,姥鲛烷、植烷和角鲨烯。这些微生物化石的发现和有机地球化学组成
特征为晚震旦-早寒武世扬子浅海微生物的繁盛和牛蹄塘组烃源物质的微生物起源提供了有力的证据。     

黔南坳陷牛蹄塘组富有机质页岩生气期和生气量

通过对华北地台上元古界青白口系下马岭组页岩样品和塔里木盆地寒武系富有机质页岩生成的原油样品进行热解实验,结合沉积史、热史等,利用化学动力学方法对黔南坳陷下寒武统牛蹄塘组富有机质页岩主要生气期和生气量进行研究。结果表明:黔南坳陷牛蹄塘组富有机质页岩主要成油期约为510~430 Ma,即早奥陶世早期至早奥陶世晚期,主要成气期约为500~240 Ma,即早奥陶世至晚二叠世;黔南坳陷牛蹄塘组富有机质页岩成气由干酪根成气和原油裂解成气两个阶段组成,分别约为500~475 Ma和400~240 Ma,即早奥陶世至中奥陶世和泥盆纪至早二叠世;黔南坳陷牛蹄塘组富有机质页岩的总生气量约为2 735.7×1011m3,主要生气时期为奥陶纪、泥盆纪和石炭纪,单位质量页岩生气量分别为14.72、8.87和6.54 m3/t,依次占总生气量的41.0%、24.7%和18.0%。     

四川盆地及周缘地区牛蹄塘组页岩气概况及前景评价

探讨四川盆地及周缘地区下寒武统牛蹄塘组页岩的基础地质概况,并对牛蹄塘组页岩气前景进行评价。通过野外露头和盆地内的钻井资料分析,结果表明牛蹄塘组页岩除川西有剥蚀外,其他地区都有分布,且黑色页岩段厚度大,主要集中在下段;由川中地区向北、向东和向南3个方向分布,厚度一般在40m以上;有机碳含量高,多数地区有机碳的质量分数>2%;页岩已达成熟晚期—过成熟早期。该套页岩埋藏较深,演化时间长,保存条件复杂,因此勘探开发均有难度。四川盆地的西部、北部和东部,牛蹄塘组页岩埋深超过7km,只能作为页岩气勘探潜力区;勘探最有利的地区是川南地区,其次有利的地区为鄂西渝东地区。     

海相页岩优势储集相划分—以重庆周缘下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组页岩为例

页岩岩相划分在中国南方海相页岩气的勘探开发过程中曾得到广泛研究,但由于在岩相划分过程中未考虑控制页岩有机质孔隙发育的热演化程度这一关键参数,从目前针对演化程度过高的海相页岩气的开发成果来看并不理想,因此页岩岩相划分并不适用于演化程度过高的海相页岩。提出基于页岩有机碳含量、储层热演化程度及有机质孔隙有效赋存空间组合的优势储集相概念及划分。页岩优势储集相是指储层的热演化程度、有机碳含量与有机质孔隙的组合。此次研究以重庆周缘下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组页岩为研究对象,选取岩心样品进行有机碳含量测试、等效镜质体反射率测定及聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)等实验,明确龙马溪组和牛蹄塘组页岩的总有机碳(TOC)含量、镜质体反射率(Ro)及不同岩相页岩内有机质孔隙发育等特征。结果表明:龙马溪组页岩的富泥硅质页岩和硅质页岩均发育大量有机质孔隙,而同样岩相的牛蹄塘组页岩样品均不发育有机质孔隙。页岩中的有机质孔隙发育受控于储层的热演化程度,与页岩的岩相特征并无关系。优势储集相划分结果表明:研究区龙马溪组页岩属于适宜演化富有机质储集相(RC-1),由于热演化程度适宜,TOC含量高,储层内部发育大量有机质孔隙,使烃类气体得到有效赋存;而牛蹄塘组页岩属于过演化富有机质储集相,虽然TOC含量高,但热演化程度过高,导致储层内部有机质孔隙大量消失,烃类气体无法有效赋存。页岩优势储集相概念的提出与划分可进一步为南方高—过成熟度海相页岩气的高效勘探开发提供更准确的参数指标。     

湘西北牛蹄塘组页岩气形成条件及有利区预测

基于野外露头和剖面资料,应用薄片观察、有机岩石学分析、扫描电镜、压汞、比表面和等温吸附实验等分析
测试成果,研究了湘西北地区下寒武统牛蹄塘组形成条件及其有利区分布情况。研究表明：牛蹄塘组黑色页岩具有沉
积面积广、厚度大、有机碳含量高（平均1.87%）和成熟度较高（大于1.0% 以上）等特点。在储层物性方面,页岩孔隙度
变化差异大（0.2%～25.9%）,平均孔径12.5±3.0 nm,分选性好,有利于含气页岩储层改造后的运移;孔隙结构以微小孔
为主,比表面积大,吸附甲烷能力较强,具有较好的含气潜力;对比美国五大盆地页岩气选区参数,认为永顺-桑植和
慈利-石门一带为页岩气形成有利区带。     

渝东南牛蹄塘组页岩成岩作用及其对孔隙的影响

以渝科1井钻遇的下寒武统牛蹄塘组页岩为研究对象,探讨渝东南地区过成熟页岩中成岩作用对孔隙发育的影响。伊利石结晶度和等效镜质体反射率Ro测定,显示牛蹄塘组页岩处于有机质过成熟的晚成岩阶段。通过场发射扫描电镜和气体吸附实验对页岩孔隙进行了定性和定量表征。页岩孔隙主要由有机质孔隙、粒内孔隙和粒间孔隙组成,以中孔为主,平均直径为4.93nm,总孔体积平均为0.014 3cm~3/g。牛蹄塘组页岩经过强烈的压实作用和胶结作用使得粒间孔隙欠发育。黏土矿物大多已伊利石化,伊利石平均质量分数为86%,伊蒙混层平均质量分数为13%,黏土矿物中的孔隙以伊利石中的粒内孔隙为主。溶解作用使得碳酸盐矿物产生粒内孔隙和粒间孔隙,孔隙直径较大。有机质成熟作用产生了有机质孔隙,随着有机质成熟度的进一步增加,有机质内的有机质孔隙体积和孔隙直径都不断减小。页岩的孔隙因不同成岩作用的共同改造而变化。     

中国南方页岩气牛蹄塘组与龙马溪组成藏条件对比研究——以渝东南地区为例

下寒武统牛蹄塘组与下志留统龙马溪组页岩是我国南方下古生界发育的两套富有机质黑色页岩,由于其分布面积广、厚度大、有机质丰度高的特点而成为页岩气勘探的重点层位。涪陵礁石坝页岩气田的发现标志着龙马溪组页岩气已取得了重大突破,但是牛蹄塘组页岩气至今还未取得实质性的突破。通过对渝东南两套富有机质黑色页岩的沉积环境、厚度、埋深、有机质丰度、类型、成熟度、岩矿特征,孔渗物性等方面的对比分析,发现两套页岩的差别主要体现在三个方面——孔渗物性、伊/蒙混层黏土矿物(I/S)的相对含量和热成熟度,其中成熟度的高低起着决定性的作用。在漫长的地质历史过程中,过高的热演化程度已严重影响了牛蹄塘组的微观孔隙结构和成岩作用,出现孔隙体积和比表面积均明显小于龙马溪组页岩的情况,不利于页岩气的吸附富集,从而导致了牛蹄塘组页岩的富气程度不如龙马溪组的结果。     

四川盆地周缘牛蹄塘组页岩微观孔隙结构特征

以四川盆地周缘地区下寒武统牛蹄塘组富有机质页岩为研究对象,通过X衍射全岩分析、低温液氮吸/脱附等实验方法技术对研究区页岩储层微观孔隙结构进行了系统研究;并探讨了控制纳米尺度微观孔隙结构的主要原因。结果表明:四川盆地周缘牛蹄塘组富有机质页岩矿物组分中石英、长石等脆性矿物含量较高,其次是黏土矿物;页岩微孔结构复杂,多为开放型空隙,以管状孔和平行壁的狭缝状孔为主;微观孔隙孔径主要分布在2~10 nm,以微孔为主。通过分析控制该区页岩储层微观孔隙结构的主要因素,认为有机碳含量是控制纳米级孔隙发育的主要因素,同时也是页岩气赋存的重要物质基础。     

下扬子皖南地区下寒武统大陈岭组页岩特征及其沉积环境

下扬子皖南地区下寒武统大陈岭组发育富有机质页岩,前期对该套页岩的关注和研究较为薄弱。为探索大陈岭组页岩特征及其沉积环境,以该区页岩气探井WY1井为研究对象,基于岩心、测井资料,通过全岩X射线衍射、氩离子抛光扫描电镜、有机地球化学、元素地球化学等测试手段,重点分析页岩岩石矿物组成特征、有机地球化学特征、孔隙特征,讨论其沉积环境。结果表明：大陈岭组页岩矿物组成以石英、黏土矿物为主,为生物成因硅质页岩,过量硅含量为33.77%～61.79%,占总硅质含量的46%～75%;页岩有机质丰度高,TOC分布在2.27%～7.42%之间,平均值为4.06%,等效镜质体反射率（Ro,eqv）为3.37％～5.53％,均处于过成熟演化阶段,有机质严重碳化,测井电阻率普遍低于1 ?·m;发育无机孔隙、有机质孔隙和微裂缝3种孔隙空间类型,有机质孔隙较发育,但主要为孔径10～20 nm的小孔,有效孔隙度平均为1.25%;大陈岭组形成于深海至滞流浅海,自下而上水体滞留程度增强,整体处于贫氧—厌氧的古水体环境,沉积期气候温暖湿润,古生物繁盛,古生产力较高,生物Ba含量为1 738.15～5 687.74 ug/g,平均值为3 309.63 ug/g,沉积环境有利于有机质的富集保存;皖南地区大陈岭组富有机质页岩发育,具备页岩气形成的基本条件,深化过热演化程度页岩气富集主控因素研究,评价优选保存条件较好的稳定区,有望实现勘探新突破。     

赣东北地区下寒武统荷塘组页岩储层特征

通过显微薄片、扫描电镜及X 射线衍射等对赣东北下寒武统荷塘组44 块黑色泥页岩进行了实验分析,从
地球化学特征、岩石学特征、物性与储集空间特征等方面对泥页岩储层特征进行了研究。研究结果表明：研究区荷
塘组泥页岩厚22.1～735.0 m,单层厚度可达19.59～125.16 m;有机质含量在3.32%～11.40%,平均为5.75%;成熟度为
2.35%～4.90%,总体偏高,属于过成熟阶段;矿物成分主要以石英、黏土矿物、方解石、黄铁矿和白铁矿为主,脆性矿物
含量为18.95%～51.84%,平均含量为40.97%;微孔裂隙发育,形态多样。赣东北荷塘组与北美典型商业性页岩气产区
相比具有差异,主要表现在荷塘组页岩的有效厚度较大、TOC 含量和吸附气比例较高,其不利条件主要表现为埋藏较
深、成熟度过高等方面。     

张家界地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩孔隙特征研究

微孔隙作为页岩气的赋存场所和运移通道,对于页岩气的研究与开发具重要作用。通过对张家界地区SC剖面下寒武统牛蹄塘组黑色页岩的微孔隙进行扫描电镜观察和能谱分析,将该地区的微孔隙划分为5种类型:粒间骨架孔、溶蚀孔、基质晶间孔、有机质孔和微裂缝。其中粒间骨架孔与微裂缝为该地区主要发育的两种孔隙类型,揭示了张家界地区下寒武统牛蹄塘组良好的页岩气开发前景。